Lungenkrankheiten auf der Spur: Erster Einzelzell-Atlas der Lunge
Wie unterscheiden sich kranke Lungen von gesunden? Ein innovativer Atlas der menschlichen Lunge ermöglicht einen Einblick in die verschiedenen Zelltypen und liefert Hinweise auf mögliche Ansatzpunkte zukünftiger Behandlungsmöglichkeiten. Entwickelt wurde der Atlas von einer Gruppe von Forschenden unter Beteiligung von Helmholtz Munich.
Die Wissenschaftler:innen bündelten mithilfe künstlicher Intelligenz 49 Datensätze zum menschlichen Atmungssystem zu einem Atlas. Er umfasst mehr als 2,4 Millionen Zellen von 486 Personen und zeigt die große Vielfalt der Zellen und Zelltypen der Lunge. Zudem macht er Unterschiede je nach Alter, Geschlecht und Rauchverhalten sichtbar. Durch die große Datengrundlage können auch seltene Zelltypen und neue, bisher nicht beschriebene Zellzustände erkannt werden.
Hilfe bei der Entwicklung neuer Therapien
Neben den Daten gesunder Lungen wurden auch Datensätze von mehr als zehn Lungenerkrankungen einbezogen. Dadurch ist es möglich, kranke und gesunde Lungen voneinander zu unterscheiden, was bei der Entwicklung neuer Behandlungsstrategien und Biomarker behilflich sein kann.
Die Ergebnisse deuten außerdem darauf hin, dass manche Therapien, die bei einer bestimmten Erkrankung wirken, auch bei anderen Lungenkrankheiten helfen könnten. Die Forschenden fanden zum Beispiel heraus, dass Makrophagen – eine Art weißer Blutkörperchen, die Teil des Immunsystems sind – bei Lungenkrebs, COVID-19 und Lungenfibrose eine ähnliche Genaktivität aufweisen. Sie vermuten, dass diese Genaktivität an der Narbenbildung bei allen drei Lungenkrankheiten beteiligt ist. Dementsprechend könnten Behandlungen, die bei einer der Krankheiten wirkt, auch bei den anderen geeignet sein.
Frei zugängliche Ressource für ein besseres Verständnis der Lungengesundheit
Der Zell-Atlas ist ein Mammut-Projekt, an dem fast 100 Forschende aus mehr als 60 internationalen Instituten mitwirken. Er ist vollständig öffentlich zugänglich und kann zu einer zentralen Wissensquelle für Ärzt:innen und Wissenschaftler:innen werden.
Quelle:
Sikkema, L. et al.: An integrated cell atlas oft he lung in health and disease. In: Nature Medicine 2023, doi: 10.1038/s41591-023-02327-2
Helmholtz Munich: Erster ganzheitlicher Einzelzell-Atlas der menschlichen Lunge. Online-Meldung vom 8. Juni 2023
